Занятие 15. Зависимость свойств элементов и их соединений от положения элемента в периодической системе

 Вопросы для самостоятельной подготовки.

1. Чем объясняется периодическое изменение свойств химических элементов и их соединений при увеличении порядковых номеров элементов?

2. s-, p-, d-, f- семейства. В каких группах находятся эти элементы?

3. Изменение металлических и неметаллических свойств элементов в периодах и группах с точки зрения строения атома.

4. Что такое радиус атома? Как изменяются радиусы атомов элементов в периодах и группах?

5. Энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность. Как эти характеристики изменяются в периодах и группах?

6. Какие электроны являются валентными у элементов главных и побочных подгрупп?

7. Как изменяются кислотно-основные свойства высших оксидов и гидроксидов элементов главных и побочных подгрупп?

8. Как изменяются свойства водородных соединений элементов главных подгрупп?

9. Значение периодического закона Д.И. Менделеева.

Типовые задачи с решениями

Задача № 1

Как изменяются свойства высших оксидов элементов III периода?

Решение:

Na₂O MgO Al₂O₃ SiO₂ P₂O₅ SO₃ Cl₂O₇

осн. осн. амф. кисл. кисл. кисл. кисл.

увеличиваются кислотные свойства, уменьшаются основные свойства

Задача № 2

Расположите гидроксиды в порядке возрастания их кислотных свойств: Cr(OH)₂, H₂CrO₄, Cr(OH)₃.

Решение:

С увеличением степени окисления элемента усиливаются кислотные свойства их гидроксидов:

+2 +3 +6

Cr(OH)₂  Cr(OH)₃  H₂CrO₄

Задача № 3

Расположите элементы в порядке увеличения неметаллических свойств: О, S, P, Si.

Решение:

Неметаллические свойства по периоду слева направо увеличиваются, а по группе сверху вниз – уменьшаются: Si  P  S  O.

Задача № 4

Электроотрицательность элементов возрастает слева направо по ряду: 1) S, Se, Te 2) B, Be, Li, Na 3) O, N, P, As 4) Ge, Si, S, Cl

Решение:

1. Электроотрицательность (ЭО) элементов возрастает в периоде слева направо, а в группе снизу вверх.

2. Согласно ПСЭ элементов в предложенных рядах видим, что только в ряду (4) элементы расположены в порядке увеличения ЭО, так как Ge и Si перечислены в порядке их расположения в группе снизу вверх, а Si, S, Cl – в порядке их расположения в периоде слева направо.

Ответ: Ge, Si, S, Cl

Задача № 5

В каком ряду химические элементы расположены в порядке уменьшения их атомного радиуса?

1) О, N, C, B 2) Be, Mg, Ca, Sr 3) Mg, Al, Si, P 4) Cl, S, P, Si.

Решение:

1. Атомный радиус элементов уменьшается в периоде ПСЭ слева направо, а в группе снизу вверх.

2. Посмотрев в ПСЭ, видим, что элементы первого и четвертого рядов, предложенных в ответах, расположены по периоду справа налево, т.е. в порядке увеличения атомного радиуса.

Элементы второго ряда относятся ко II-А группе и расположены в ПСЭ сверху вниз, следовательно, в порядке увеличения атомного радиуса.

В третьем ряду представлены элементы 3 периода ПСЭ, расположенные слева направо, т.е. в порядке уменьшения атомного радиуса.

Ответ: Mg, Al, Si, P

Задача № 6

Расположите соединения в порядке увеличения их основных свойств: КОН, Са(ОН)₂, Mg(OH)₂, Al(OH)₃, Н₄SiO₄.

Решение:

Основные свойства гидроксидов усиливаются вниз по группе, уменьшаются по периоду слева направо:

Н₄SiO₄  Al(OH)₃  Mg(OH)₂  Ca(OH)₂  КОН.

Упражнения и задачи для самостоятельного решения

1. Расположите элементы в порядке ослабления их металлических свойств: калий, мышьяк, кальций, германий, селен.

2. Расположите оксиды в порядке возрастания их кислотных свойств: а) N₂O₅, CO₂, Al₂O₃, N₂O₃, SiO₂; б) PbO₂, CO₂, SnO₂, SiO₂, GeO₂.

3. Расположите гидроксиды в порядке увеличения их основных свойств: CsOH, KOH, Fe(OH)₃, Ca(OH)₂, Fe(OH)₂.

4. Расположите элементы в порядке уменьшения их электроотрицательности: кислород, фосфор, стронций, азот, фтор.

5. Назовите элемент по следующим данным:

а) элемент IV периода, высший оксид Х₂О₇, с водородом образует газообразное соединение НХ; б) элемент V периода, высший оксид ХО₂, с водородом газообразное соединение не образует; в) элемент IV периода, высший оксид ХО, с водородом дает солеобразное соединение ХН₂.

6. Назовите элемент, высший оксид которого ХО₃ и который образует водородное соединение с массовой долей водорода 5,882%. (Ответ: S)

7. Определите относительную атомную массу элемента V-А группы, в водородном соединении которого массовая доля водорода 8,82%.

(Ответ: 31)

Дополнительные задания

1. Назовите элементы 4 периода, в атомах которых нет неспаренных электронов. Какой из них имеет наименьший радиус атома?

2. Назовите элементы, атомы которых в основном состоянии имеет три неспаренных электрона: 1) на 3d-подуровне; 2) на 5р-подуровне.

3. Составьте электронные и электронографические формулы атомов марганца и хлора. Укажите их сходство и различие. Определите высшую и низшую возможные для этих атомов степени окисления. Напишите формулы высших оксидов этих элементов и соответствующих им гидр оксидов. Укажите свойства этих гидроксидов. Объясните, почему хлор и марганец включены в VП группу периодической системы, но в разные подгруппы.

4. Как изменяется радиус ионов в рядах: а) Na⁺, F^–, O^2–; б) S^2–, Cl^–, K⁺, Ca²⁺?